Отчет по практике: Разработка технологии образцов бетона с использованием модифицированной полимерной арматуры

где W_силы – момент силы, кгс·см; W_сопр – момент сопротивления, см³ .

Момент силы определяют по формуле:

(6),

где P – сила, кгс; L – расстояние между опорами, см.

Момент сопротивления рассчитывают по формулам:

для образцов имеющих прямоугольную форму поперечного сечения формула имеет вид:

(7),

где b – ширина образца, см; h – высота образца, см;

для образцов имеющих круглую форму поперечного сечения момент сопротивления рассчитывается как:

(8),

где r – радиус окружности, см.

Таким образом:

(9),

для образца с прямоугольным сечением;

(10),

для образца с круглым сечением.

Разрушающее напряжение при статическом растяжении (σ_р, МПа). Статические (квазистатические) испытания полимерных материалов на растяжение, проводят на универсальных разрывных машинах, предназначенных, для испытания полимерных материалов.

Для стандартных и дополнительных механических испытаний пластмасс на растяжение используются образцы, имеющие форму «двойной лопатки». В образцах такой формы весьма мала концентрация напряжений в местах зажима, и образец разрушается в пределах рабочей части, а не на концах.

Для крепления полимерных образцов к захватам испытательной машины применяются: клиновые зажимы с гладкими, рифлёными и зубчатыми губками, рычажные зажимы, одно- и двухступенчатые зажимы цангового типа, винтовые зажимы с постоянным поджимом образца.

При проведении дополнительных испытаний полимерных материалов на растяжение, удобно применять образцы в форме «двойной лопатки» с дополнительными утолщениями для крепления измерительной аппаратуры. Преимущество такой формы образца перед стандартной «двойной лопаткой» состоит в том, что деформации измеряются непосредственно на базе образца, и погрешности, вносимые деформациями растяжения, сдвига и смятия в зажимах, не влияют на измеряемую величину деформации рабочей части образца.

При выборе скорости раздвижения захватов следует руководствоваться тем, чтобы время от момента приложения нагрузки к образцу до момента его разрушения было не менее 1 мин. при испытаниях материалов, имеющих предел текучести, и не менее 30 сек. при испытаниях материалов, не имеющих предела текучести. Рекомендуемые скорости раздвижения захватов: 10,5; 51,0; 252,5; 505,0; 10010,0; 50050,0 мм/мин. В процессе нагружения нагрузку и удлинение замеряют непрерывно или в момент достижения определяемого показателя[5].

Разрушающее напряжение при статическом растяжении определяют по формуле:

(11),

где F – продольная сила, Н; S – площадь поперечного сечения рабочей зоны образца, м² .

Ударная вязкость (а_уд , кДж/м² ). Для того, чтобы выявить способность материала сопротивляться нагрузкам, приложенным с большой скоростью, производят ударные испытания в режимах однократного и многократного ударов. Высокая скорость деформации при ударе способствует хрупкому разрушению материала. Кроме того, известно, что концентраторы напряжений в образцах, подвергающихся удару, создают в ряде случаев напряжённое состояние, близкое к всестороннему растяжению, что способствует хрупкому разрушению. Поэтому наиболее опасными по отношению к хрупкому разрушению условиями работы деталей конструкций являются ударные нагрузки при наличии концентратора напряжений. Некоторой условной постоянной, характеризующей сопротивление материала хрупкому разрушению является ударная вязкость материала – отношение величины работы затраченной на разрушение образца к наименьшей площади поперечного сечения образца. Ударная вязкость не имеет ничего общего с физической вязкостью и относится к числу сравнительных характеристик материала.

Метод испытания заключается в разрушении образца, установленного горизонтально на двух опорах, ударом поперёк образца.

Испытания проводится на маятниковых копрах марок КДМ – 10, КМР – 01, КМИ – 025, КМ – 3. Удар по образцу производится посередине образца.

Скорости движения маятника при ударе должны быть равны: 2,9+0,1м/сек при максимальной энергии удара, равной от 0,5 до 5 Дж; 3,8+0,2м/сек при максимальной энергии удара более 5 Дж.

Удар по образцу производится один раз. В тех случаях, когда образец не разрушается, он должен быть заменён другим для испытания на копре с большой энергией при сохранении той же скорости[6].